-
Steuerkopf an einem Zellendrehfilter Gegenstand der Erfindung ist
ein mit Vakuum betriebenes und mit Zellen ausgestattetes Trommeldrehfilter mit einem
zum getrennten Absaugen aus den Filterzellen dienenden Steuerkopf, wie es vorzugsweise
zum Filtrieren feststoffhaltiger Flüssigkeiten oder Lösungen Anwendung findet, wenn
das Urfiltrat und/oder die beim Auswaschen des Filterkuchens im anfalIenden Waschfiltrat
enthaltene Waschflüssigkeit wertvoll sind und deshalb zurückgewonnen werden müssen.
Da hierbei zumeist die gleiche Flüssigkeit, die zum Auswaschen des Filterkuchens
benutzt wird, auch als Verdünnungsmittel für die feststoflhaltige Flüssigkeit oder
Lösung dient, falls ein Verdünnen für die Verbesserung deren Filtrierbarkeit erforderlich
ist, ist auch das Urfiltrat waschmittelhaltig.
-
Um nun den Aufwand für die Gewinnung eines lösungsmittelbefreiten
Urfiltrats, z. B. durch Ausdampfen der in ihm enthaltenen Waschflüssigkeit bzw.
für die Rückgewinnung der Waschflüssigkeit aus dem Waschfiltrat, was zumeist ebenfalls
durch Destillieren erfolgt, zu vermindern, werden an der Ausgangsseite der bereits
genannten Trommeldrehfilter das verhältnismäßig lösungsmittelarme Urfiltrat und
das Waschfiltrat getrennt voneinander aufgefangen, wobei es weiterhin oft vorteilhaft
ist, das Waschfiltrat noch einmal in einen verhältnismäßig urflitratreichen und
einen verhältnismäßig urfiltratarmen Strom aufzuteilen. Die Aufteilung, Sammlung
und Ableitung dieser drei Ströme erfolgt in bekannter Weise durch Einsetzen von
sogenannten Brücken oder Steinen in den bogenförmigen Ansaugschlitz eines feststehenden
Zwischenstückes des Filtersteuerkopfes. Der hier abgeführte Urfiltratstrom wird
der Rückgewinnungseinrichtung zugeführt. Der urfiltratreichere und der urfiltratärmere
Waschfiltratstrom können dagegen ganz oder teilweise zum Verdünnen der feststoffhaltigen
Flüssigkeiten verwendet werden. Der urfiltratärmere Waschfiltratstrom kann aber
auch ganz oder teilweise zum ersten Waschen der mit frischem Filterkuchen bedeckten
Zellen verwendet werden. Etwa übrigbleibende Reste der beiden letztgenannten Ströme
werden zusammen mit dem Urfiltratstrom der Rückgewinnungseinrichtung zugeleitet.
-
Das beschriebene Trommeldrehfilter und die mit ihm durchführbare
Filtrierung sind jedoch unbefriedigend, wenn es sich um schlecht ffltrierbare und/oder
im Betriebsablauf sich ändernde oder geändert werdende feststoffhaltige Flüssigkeiten
bzw. Lösungen handelt. Solche feststoffhaltigen Lösungen können beispielsweise kalte,
lösungsmittelverdünnte Erdölfraktionen verschiedener Zusammensetzung und Viskosität
mit darin enthaltenem auskristallisiertem Pa-
raffin sein. Mit dem täglichen oder
mehrstündlichen Einsatz von Fraktionen verschiedener Viskosität und Zusammensetzung
ändern sich hier die Filtriergeschwindigkeiten und die anzuwendenden Waschmittelmengen
in so weiten Grenzen, daß die Brücken bzw. Steine im Ansaugeschlitz des Zwischenstückes
des Filtersteuerkopfes jedesmal verschoben werden müßten, um eine optimale Aufteilung
der erwähnten drei Filtratströme zu erreichen. Da eine solche Neueinstellung bzw.
Verschiebung der Brücken jedoch nur nach Abnahme des Steuerkopfes möglich ist, unterbleibt
eine solche Neueinstellung, denn die Abnahme des Steuerkopfes würde jedesmal eine
Betriebsunterbrechung erfordern und ist mit erheblichem Zeitverlust verbunden. Man
hat sich in der Praxis deshalb bisher so geholfen, daß die Brücken auf die am ungünstigsten
filtrierende, d. h. im allgemeinen auf die schwerste Öliraktion eingestellt wurden.
Dabei mußte man sich damit abflnden, daß die Aufteilung der drei Filtratströme bei
den weniger viskosen Ölfraktioncn dann nicht so sauber erfolgt.
-
Insbesondere fließen dann mit dem Urfiltratstrom erhebliche Mengen
an Waschfiltrat mit zur Lösungsmittel-Rückgewinnungsanlage. Auch können die beiden
verbleibenden Waschfiltratströme dann nicht an der bestgeeigneten Stelle voneinander
getrennt werden. Daher begnügt man sich häufig überhaupt nur mit einem einzigen
Waschfiltratstrom.
-
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Steuerung an den
bekannten Trommeldrehflltern dahingehend zu verbessern, daß sie eine kontinuierliche
Änderung des Aufteilungsverhältnisses der drei anfallenden Filtratströme ohne Betriebsunterbrechung
erlaubt. Des weiteren waren Maßnahmen zu treffen,
die die volle
Ausnutzung der ermöglichten besseren Verteilung sicherzustellen.
-
Die gestellte Aufgabe wird bei einem mit Vakuum betriebenen und mit
Zellen ausgestatteten Trommeldrehfilter, mit einem zum getrennten Absaugen aus den
Filterzellen dienenden Steuerkopf dadurch gelöst, daß gegenüber dem sich drehenden
filterseitigen Teil des Steuerkopfes, der in an sich bekannter Weise die - im allgemeinen
runden oder ränglichrunden -Austrittsöffnungen der Filtratleitungen der einzelnen
Zellen aufweist, ein Steuerzylinder angeordnet ist, in welchem mindestens ein von
außen verschiebbarer Kolben vorgesehen ist, wobei in der Seitenwand des Steuerzylinders
Öffnungen, vorzugsweise in Schlitzform, vorgesehen sind, die mit den Öffnungen des
sich drehenden Teiles des Steuerkopfes über ein Öffnungen aufweisendes, feststehendes
Zwischenstück in Verbindung stehen.
-
Die Anzahl der Öffnungen in dem für sie vorgesehenen Kreissektor
des feststehenden Zwischenstückes des Steuerkopfes kann der Anzahl der Austrittsöffnungen
der einzelnen Filtratleitungen in dem ihnen gegenüberliegenden Kreissektor des filterseitigen
Teiles des Steuerkopfes entsprechen. Sie kann jedoch auch doppelt so groß sein oder
ein Mehrfaches betragen.
-
Der im Steuerzylinder verschiebbare Kolben besitzt eine solche Breite,
daß damit jeweils ein Schlitz oder auch zwei oder mehrere Schlitze in der Seitenwand
des Steuerzylinders abgedeckt werden können. In dem Steuerzylinder können vorteilhafterweise
auch zwei oder mehr von außen verschiebbare Kolben sowie eine entsprechende Anzahl
von Ablaufstutzen vorgesehen sein, und zwar zur Trennung der einzelnen Filtratabflüsse
in das urfiltratreiche und urfiItratarme Waschfiltrat, gegebenenfalls in das Urfiltrat
selbst.
-
Hierfür ist an den beiden Enden des Steuerzylinders je ein Stutzen
vorgesehen, wobei ein weiterer Stutzen, etwa zwischen dem ersten und zweiten Drittel
der Länge des Steuerzylinders, hinzukommt. Bei etwaiger Verwendung von noch mehr
Kolben müssen natürlich weitere Ablaufstutzen vorgesehen werden.
-
Zur richtigen Einstellung des Kolbens oder der Kolben, wodurch der
bzw. die jeweils gewünschten Schlitze abgedeckt werden, können auf der Kolbenstange
bzw. den nach den beiden Seiten des Steuerzylinders heraustretenden Kolbenstangen
entsprechende Markierungen vorgesehen sein.
-
Sind die Filterzellen klein, d. h. erfassen sie jeweils nur ein kurzes
Stück des Trommelumfanges der Filtertrommel, so wird im allgemeinen nur ein Schlitz
pro Austrittsöffnung bzw. Filterzelle im Zwischenstück und im Steuerzylinder vorgesehen
werden. Bei größeren Filterzellen können dagegen vorzugsweise doppelte oder auch
mehrfache Schlitze je Austrittsöffnung, d. h. je Filterzelle, vorgesehen sein.
-
Die mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Steuerkopf erzielbare,
während des Filterbetriebes verstellbare und den jeweiligen Betriebsbedingungen
anpaßbare Auftrennung der verschiedenen Filtratströme kann wesentlich unterstützt
werden durch eine entsprechende Belüftung der Zelle bzw. Zellen, aus der nur Urfiltrat
über den Steuerkopf ablaufen soll. Hierzu sind alle Zellen des Trommeldrehfilters
über je ein getrennt geführtes und von dem das jeweilige Filtrat ableitenden Rohr
unabhängiges Rohr ebenfalls mit dem filterseitigen drehbaren Teil des Steuerkopfes
verbunden, und zwar zu im Kreis angeordneten Öff-
nungen, die konzentrisch zu den
schon vorhandenen, kreisförmig angeordneten, runden oder länglichrunden Austrittsöffnungen
der einzelnen Filtratzuleitungsrohre angebracht sind. Im feststehenden Zwischenstück
ist etwa in einem Viertelkreis, und zwar etwa zwischen den Stellungen der ZahlenIX
und XII eines Uhrzifferblattes, ein auf einen Teil der genannten kreisförmig angeordneten
Belüftungsöffnungen passender Schlitz vorgesehen. Er kann durch Brücken so abgesperrt
werden, daß nur eine oder, falls die Filterzellen klein sind, auch mehrere in der
als günstigst gefundenen Stellung durch vorübergehende Gas- oder Luftzufuhr einen
Druckausgleich erfahren, und zwar gerade so lange, bis erfahrungsgemäß der Flüssigkeitsinhalt
der Zelle(n), bestehend aus Urfiltratlösung, über den Steuerkopf abgeflossen ist.
Die Rohröffnungen in dem filterseitigen, drehbaren Teil des Steuerkopfes bilden
also zwischen der Atmosphäre bzw. dem außerhalb der Filteroberfläche befindlichen
Gasraum und der bzw. den jeweiligen gerade aufgetauchten Zellen über den Schlitz
im feststehenden Zwischenstück eine vorübergehende Verbindung.
-
Hierbei wird jedoch das Prinzip als an sich bekannt vorausgesetzt,
die Filtratleitungen an mit Vakuum betriebenen Drehfiltern zwecks schnellerer Abführung
des Filtrates kurz vor dem Rückblasen über eine gesonderte Leitung von Vakuum zu
entlasten, wobei diese ebenfalls über den Steuerkopf betätigt wird.
-
Demgegenüber soll bei der vorliegenden Anordnung der Unterdruck in
den Filterzellen bereits kurz nach dem Auftauchen der betreffenden Zelle aus dem
Flüssigkeitsinhalt des Filtertroges und vor dem Einsetzen des Waschvorganges aufgehoben
werden.
-
Mit der Anwendung der geschilderten gesamten Einrichtung läßt sich
eine bessere Auftrennung der einzelnen Filtratströme auch bei Änderung des Einsatzmaterials
ohne Unterbrechung des Betriebes des Filters erreichen. Die Zelle bzw. Zellen, aus
der das darin enthaltene Urfiltrat während der Trommeldrehung gerade zum Steuerkopf
hin ablaufen kann, werden kurzzeitig so lange belüftet, bis die Zelle(n) und ihr
Ablaufrohr frei von Urfiltrat ist, und die Waschfiltratzuflüsse jeder mit Waschflüssigkeit
beaufschlagten Filterzelle sowie gegebenenfalls auch die Urflitratzuflüsse fließen
getrennt voneinander zum Steuerzylinder und werden hier durch den bzw. die Kolben
aufgeteilt.
-
Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch sie erzielten
Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung des Erfindungsgegenstandes
an Hand der Zeichnungen.
-
Fig. 1 gibt eines der hier in Frage stehenden Filter schematisch
im Querschnitt wieder; Fig. 2 zeigt den Steuerkopf in der Stirnansicht samt daran
angebrachten Steuerzylindern; Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den Steuerkopf
mit dessen feststehendem Zwischenstück und dem sich drehenden filterseitigen Teil
des Steuerkopfes; Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV aus Fig. 3, aus dem
die Form des feststehenden Zwischenstückes ersichtlich ist; Fig. 5 stellt einen
Schnitt durch die Fig. 3 nach der Linie V-V dar, d. h. die Aufsicht auf die Oberfläche
des sich mit der Filtertrommel drehenden filterseitigen Teiles des Steuerkopfes;
Fig. 6 gibt einen schematischen Längsschnitt durch die Filtertrommel samt Steuerkopf
wieder.
-
An Hand der Zeichnungen sei die Filtration eines paraffinhaltigen
Schmieröldestillates und das Auswaschen des Filterkuchens an einem der hier in Frage
stehenden Filter erläutert. In Fig. 1 ist mit 1 der untere Teil des Filtertroges
bezeichnet und mit 2 die Transportsohnecke. Der Filtertrogi ist oben durch eine
Filterhaube 3 abgedeckt. Am Umfang der Filtertrommel 4 setzt sich der Filterkuchen
5 ab. Die Trommel 4 kann beispielsweise in zwölf Zellen unterteilt sein, die mit
I bis XII durchnumeriert sind. Jede Zelle hat eine Reihe von Rohranschlüssen 6,
die zusammengeführt werden und in einem Rohr in der Stirnfläche der vorderen Achse,
dem filterseitigen Teil des Steuerkopfes, münden, wie es in Fig. 1 schematisch angedeutet
ist. Zum Waschen des Filterkuchens sind Sprührohre 7 (Fig. 1) vorgesehen.
-
Der gesamte Steuerkopf ist mit 8 bezeichnet und ist in Fig. 2 in
Stirnansicht und in Fig. 3 im Längsschnitt dargestellt. Die Reibungsflächen zwischen
dem aus Fig. 3 ersichtlichen feststehenden Zwischenstück 9 des Steuerkopfes und
dem sich drehenden filterseitigen Teil 10 des Steuerkopfes sind geschliffen und
werden unter Federkraft, z. B. unter der Wirkung von Schraubenfedern 11, die am
Umfang des Zwischenstückes 9 angeordnet sind, zusammengepreßt. Das abgesaugte Filtrat
wird durch das erfindungsgemäß ausgestaltete Zwischenstück 9 in einen Urfiltratstrom
im Stutzen 12 (Fig. 2 und 3), ein etwas ölreichercs Waschfiltrat im Stutzen 13 (Fig.
2) und ein ölarmes Waschfiltrat im Stutzen 14 (Fig. 2) getrennt.
-
Es kann beispielsweise die Zone, aus der Waschfiltrat kommt (Zellen
VI bis IX), in acht Filtratabflußöffnungen 15 bis 22 (Fig. 4) unterteilt werden,
die zum Steuerzylinder 23 (Fig. 2 und 3) führen, der vor der Stirn des Zwischenstückes
waagerecht angeordnet ist. Die von den Öffnungen 15 bis 22 (Fig. 4) zum Steuerzylinder
führenden Kanäle 15' bis 22' münden in der Seitenwandung des Steuerzylinders 23
(Fig. 2) in gleichem Abstand voneinander. Ein beweglicher Kolben 24 trennt ölreiches
von ölarmem Waschfiltrat.
-
Die Breite des Kolbens 24 kann hier so ausgebildet sein, daß er jeweils
zwei nebeneinanderliegende Kanalmündungen überdeckt, in Fig. 2 z. B. die Mündungen
der Kanäle 18' und 19'. Er übernimmt also die Funktion der bisher üblichen, fest
eingebauten Trennsteine. Der Steuerkolben 24 ist von außen verschiebbar, etwa z.
B. durch eine Kurbel 25 und eine mit Gewinde versehene Welle 26. Durch den Steuerkolben
kann nun die Trennung der Absaugzone an jeder gewünschten Stelle ohne Unterbrechung
des Betriebes und ohne Demontage des Steuerkopfes erfolgen. Jede Verschiebung des
Kolbens 24 entspricht einer entsprechenden Änderung der Filtratführung.
-
Damit ist unter allen Betriebsbedingungen die Möglichkeit geboten,
eine Höchstmenge an brauchbarem Waschfiltrat abzunehmen. Im gezeigten Beispiel entspricht
jede Verschiebung des Kolbens 24 um eine Kanalbreite der seitlich in den Steuerzylinder
23 mündenden Kanäle 15' bis 22' der Filtratumlenkung aus einer halben Filterzelle
der Zellen VI bis IX. In der Ausbildung der Kanäle 15' bis 22' als Einzelrohre wird
keine Erfindung gesehen.
-
Durch die zusätzlich angeordneten Belüftungsrohre 27 (Fig. 1 und
6) für die Filterzellen wird der Filtergang nochmals wesentlich verbessert. Beim
Ansaugen eines paraffinhaltigen Öllösungsgemischcs aus dem FilterbehäIter (Fig.
1) beginnt die Filtration bei der Filterzelle XI und endet bei der Filterzelle III.
Die
Filterzelle und die anschließenden Rohrleitungen 6 füllen sich also mit Filtrat.
Diese Filtratmengen können natürlich erst ablaufen, wenn die jeweilige Zelle über
die in Fig. 1 eingezeichnete Stellung der Zelle III hinausgelangt. Da aber der auf
dem Filtertuch aufgebaute Kuchen an dieser Stelle noch nicht gewaschen werden kann
und demgemäß noch sehr undurchlässig ist, kann kein Gas nachströmen und das Filtrat
demgemäß aus der Zelle nicht ablaufen.
-
Erst nach dem Einsetzen des Wascheffektes entleert sich langsam die
Zelle, so daß noch sehr ölreichcs Filtrat mit in die für die Waschfiltratabnahme
geeigneten Felder verschleppt wird. Um die Abnahme einer Höchstmenge an brauchbarem
Waschfiltrat zu erreichen, ist es also notwendig, für eine schnelle und restlose
Entleerung der Filterzellen nach Beendigung der eigentlichen Ansaugung Sorge zu
tragen. Hierfür sorgt das Belüftungsrohrsystem mit den Rohren 27, über die das Gas
in die mit Urfiltrat gefüllten Zellen einströmen kann, und zwar über einen im Zwischenstück
9 (Fig. 3 und 4) weiterhin vorgesehenen, etwa viertelkreisgroßen, schlitzförmigen
und mittels Steinen beliebig verkleinerbaren Verteiler 28 (Fig. 4), so daß z. B.
zwischen den Filterzellen III bis V eine restlose Entleerung von ölreichem Filtrat
erreicht wird. Dadurch kann das Waschfiltrat, das etwa der Menge des zum Waschen
aufgegebenen Kaltwaschlösungsmittels entspricht, später mit einem wesentlich geringeren
Ölgehalt in einem Strom oder auch in zwei Strömen über den Steuerzylinder abgenommen
und zur zusätzlichen zweiten Verdünnung des zu filtrierenden Öles oder zum ersten
Waschen sofort wieder in den Filtrierungsprozeß zurückgeführt werden.
-
Zur Verdeutlichung des Innenaufbaues des Zwischenstückes im Steuerkopf
8 sind in den Fig. 4 und 5 noch zwei Schnitte nach den Linien IV-IV und V-V durch
Fig. 3 dargestellt. Der in Fig. 4 dargestellte SchnittIV-IV ist durch das feststehende
Zwischenstück 9 des Steuerkopfes 8 geführt. Er läßt insbesondere die Anordnung der
steuerkopfseitigen Öffnungen 15 bis 22 der Kanäle 15' bis 22' erkennen, die zum
Steuerzylinder 23 führen. Der übrige Bereich des Kreises, auf dem diese Öffnungen
15 bis 22 liegen, ist durch eine einzige weitere, den Teil eines Kreises bildende
Öffnung 29 eingenommen. In derselben Schnittebene, jedoch konzentrisch innerhalb
des durch die Öffnungen 15 bis 22 und 29 eingenommenen Kreises liegt die schlitzförmige
Öffnung 28, die mit den Belüftungsrohren 27 zusammenwirkt.
-
Der weitere SchnittV-V (Fig. 5) ist genau durch die Ebene geführt,
in der sich die geschliffenen Flächen des feststehenden Zwischenstückes 9 des Steuerkopfes
8 und des sich mit der Filtertrommel drehenden filterseitigen Teiles 10 (Fig. 3)
berühren.
-
Er stellt also eine Stirnansicht dieses Teiles 10 dar.
-
Die auf einem Kreis angeordneten äußeren Öffnungen 30 sind die Endöffnungen
der Rohrsysteme 6 (Fig. 1, 3 und 6), die auf einem Innenkreis angeordneten kleineren
Öffnungen 31 sind die Endöffnungen der Belüftungsrohre 27 (Fig. 1, 3 und 6).